1. 研究目的与意义
目的:从木材中提取纳米纤维素,将其与塑料基体复合,可以得到具有柔韧、低CTE、光透明等特性的新型复合材料,甲壳素的结构与化学成分与纤维素相仿,与高分子树脂复合后应该也有类似的功能。所以将甲壳素和聚碳酸酯进行的化学等前期处理制成甲壳素/聚碳酸酯复合材料的薄膜。
意义:甲壳素与高分子聚合物复合成薄膜之后,不仅保留了高分子材料的原有透明性,还能显著改善其热膨胀系数。在世界范围内,对于甲壳素纳米纤维与聚碳酸酯复合的相关资料几乎没有。只因笔者在查阅相关资料后,发现二者的性能均比较优越,并且, 在二者复合后,还极有可能削弱单品性能上的劣势。因此,本实验具有一定的探索性。
2. 国内外研究现状分析
美国Texas 州立大学的Yoon 等人详细研究了PC 和小分子季铵盐修饰蒙脱土制备纳米复合材料过程中的降解和颜色形成原因以及有机修饰剂的结构对复合材料的形态和性质的影响。根据他们的研究结果,用高分子量的PC 基质制得的复合材料模量提高更大,而含有不饱和键的有机修饰剂更容易使复合材料着色。Hu xiaobo 等人研究了纳米粘土粒子对PC 结晶性能的影响。他们的研究表明单独存在的粘土粒子并不能影响PC 的结晶性能,但当超临界CO2(SCCO2)存在的情况下,粘土可以作为有效地成核剂而提高PC的结晶速率。RayS.S.等通过熔融共混法制备出PC/PMMA/MMT 纳米复合材料。结果表明加入蒙脱土后PC 和PMMA 的相容性提高了,并且因为蒙脱土(5wt%)的加入,PC/PMMA/MMT 的拉伸强度比PC/PMMA 的共混物提高了40%,起始热降解温度较PC/PMMA 的共混物提高了40℃。苏海全、高金凤等用聚苯乙烯,聚甲基丙烯酸甲脂季钱盐做修饰剂,PC 为基质合成了一系列复合材料,初步表明力学性能有所提高,得到了插层型的PC/MMT 纳米复合材料。洪浩群等综述了聚碳酸酯(PC),碳纳米管(CNT)纳米复合材料研究的最新进展。介绍了2种不同CNT的物理特性和PC/CNT纳米复合材料的制备方法以及CNT对PC/CNT纳米复合材料的力学性能、流变性能、电性能和结晶性能的影响。徐广等将细菌纤维素(BC)作为加强材料加入聚碳酸亚丙酯(PPC)基体中,采用溶液浇铸法制备了PPC/BC复合薄膜材料,研究了BC用量对PC拉伸性能、热稳定性能及降解性能的影响。结果表明:随着BC用量的增加,PPC/BC复合薄膜的拉伸强度和热稳定性能明显提高,降解速率减慢。罗丙红等采用溶液浇铸法和熔融法制备丙酰氧丙基纤维素/聚碳酸酯聚氨酯( PPC/PCU)液晶复合膜。通过SEM, AFM、表面能量参数测定、溶血和动态凝血试验,研究了复合膜的表面形貌特征和血液相容性,考察了复合膜的制备方法和液晶含量对其性能的影响。结果表明,复合膜表面呈现微相分离结构,PPC 液晶能明显改善PCU 材料的血液相容性,改善的程度与复合膜中液晶的含量相关。由不同方法制备的复合膜,其表面的形态结构和表面能量参数不一样,采用溶液浇铸法制备的复合膜,其接触玻璃板的表面可见明显的海岛状微相分离结构,复合膜的血液相容性最好。
3. 研究的基本内容与计划
2013年12月:查找各种相关的资料,文献,并阅读了解这些知识内容。老师布置相关的试验内容及要求。
2014年1月:开始甲壳素纳米纤维膜的前期处理,比如,化学处理,磁力搅拌,冲洗,研磨,超声,离心等一系列的操作处理。最后滤出甲壳素纳米纤维薄膜。
2014年2月:备好制作聚碳酸酯薄膜的材料,开始前期的配置和处理,然后制成pc薄膜。
4. 研究创新点
1. 根据甲壳素纳米纤维和聚碳酸酯的性能,进行探索复合。
2. 在复合的过程中尝试用不同的方法复合,最后进行比较。
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